某核電站振動(dòng)噪聲傳遞路徑測(cè)試
- 項(xiàng)目概況
本次振動(dòng)噪聲傳遞路徑測(cè)試在國(guó)家某核電站進(jìn)行，東方所依據(jù)專家提供的測(cè)試技術(shù)要求，對(duì)相應(yīng)的幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行振動(dòng)噪聲傳遞路徑測(cè)試,，驗(yàn)證其振動(dòng)傳遞特性。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò),，與本項(xiàng)目無(wú)關(guān)- 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測(cè)試
2.1 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測(cè)試設(shè)備
結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)需要使用力錘對(duì)相應(yīng)位置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)，本次實(shí)驗(yàn)使用特制的高聚能彈性力錘DFC-2進(jìn)行激勵(lì)，同時(shí)測(cè)試力錘的力信號(hào)以及加速度傳感器的響應(yīng)信號(hào),，通過(guò)DASP-V11工程版平臺(tái)軟件計(jì)算傳遞函數(shù)（FRF, Frequency Response Function）的方式得到振動(dòng)在被測(cè)結(jié)構(gòu)中的傳遞情況,。
在測(cè)試的過(guò)程中數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用INV3062C型24位網(wǎng)絡(luò)式采集儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)1588同步技術(shù)保證所有通道同步采集數(shù)據(jù),。
2.2 結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置
結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)一共在現(xiàn)場(chǎng)布置了數(shù)十個(gè)加速度響應(yīng)測(cè)點(diǎn),，20個(gè)激勵(lì)點(diǎn)，加速度響應(yīng)測(cè)點(diǎn)主要測(cè)量相應(yīng)管道及安裝支架的振動(dòng),；激勵(lì)點(diǎn)分布多個(gè)位置,，主要集中在管道和支架上。
加速度傳感器使用磁座+502快干膠水的方式進(jìn)行安裝,，保證加速度傳感器安裝固定在結(jié)構(gòu)表面,如圖2-1所示,。
圖2-1 加速度傳感器安裝位置及固定方式示意圖
圖2-2 力錘及力傳感器2.3 結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)測(cè)試流程
1.結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)采特制的高彈性聚能中力錘DFC-2進(jìn)行激勵(lì)，對(duì)于大型結(jié)構(gòu),，力錘的激勵(lì)效果正比于力錘的質(zhì)量，考慮到錘擊的便利性,，本次試驗(yàn)對(duì)力錘增加一塊配重,。
2.為了保證激勵(lì)力能夠有效的傳遞到被測(cè)結(jié)構(gòu)中，同時(shí)也是為了在考慮低頻激勵(lì)的情況下增加激勵(lì)的頻帶范圍,，采用了尼龍頭進(jìn)行激勵(lì),。
3.測(cè)試時(shí)候使用力錘在相應(yīng)位置進(jìn)行激勵(lì)，力傳感器的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),，所有通道同時(shí)開始采集數(shù)據(jù),，使用觸發(fā)采樣的采集方式。
4.本次實(shí)驗(yàn)采用變時(shí)基（Varied-Time-Based）采樣的技術(shù)采集數(shù)據(jù),，對(duì)力信號(hào)使用高采樣頻率（20.48kHz）采集數(shù)據(jù),，對(duì)響應(yīng)信號(hào)采用低采樣頻率（5120Hz）采集數(shù)據(jù)，此方法即考慮到力信號(hào)的時(shí)間分辨率,，又考慮到響應(yīng)信號(hào)的頻率分辨率,，為大型結(jié)構(gòu)測(cè)試的常用方法。
2.4 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測(cè)量結(jié)果
（1）背景振動(dòng)測(cè)試結(jié)果
按照實(shí)驗(yàn)要求對(duì)各加速度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行背景振動(dòng)測(cè)試,，測(cè)試條件為在關(guān)閉相應(yīng)的風(fēng)機(jī)和泵之后進(jìn)行,，測(cè)試時(shí)間為15min，其對(duì)應(yīng)的時(shí)域波形和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行分析與記錄,。
標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式為
圖2-3 某測(cè)點(diǎn)背景振動(dòng)時(shí)域波形圖（2）傳遞函數(shù)分析
激勵(lì)及響應(yīng)信號(hào)的典型波形如圖2-4（a）,、2-4（b）所示，根據(jù)激勵(lì)點(diǎn)及激勵(lì)的方便程度的不同,，力錘的激勵(lì)力在20000-60000N之間,，本次項(xiàng)目對(duì)所有響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行了時(shí)域分析、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比,，并將每一個(gè)激勵(lì)點(diǎn)的10次激勵(lì)中取得典型的激勵(lì)情況的激勵(lì)力和振動(dòng)加速度響應(yīng)最大值的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),，為了得到結(jié)構(gòu)傳遞的傳遞路徑，對(duì)所有振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞函數(shù)計(jì)算,，得到相應(yīng)的幅頻曲線和相干曲線,，如圖2-5所示。本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了20個(gè)力錘激勵(lì)點(diǎn)和數(shù)十個(gè)加速度響應(yīng)測(cè)點(diǎn),，共得到數(shù)百條幅頻曲線及相干曲線,。以上數(shù)據(jù)分析為結(jié)構(gòu)傳遞規(guī)律的探尋提供有效的數(shù)據(jù)支持。
圖2-4（a）典型力信號(hào)時(shí)域波形
圖2-4（b）典型響應(yīng)信號(hào)時(shí)域波形
圖2-5 典型信號(hào)的傳遞函數(shù)分析結(jié)果- 空氣傳遞路徑測(cè)試
3.1 空氣傳遞路徑測(cè)試設(shè)備
空氣傳遞路徑試驗(yàn)測(cè)試,，根據(jù)試驗(yàn)方案,，需要采用揚(yáng)聲器在指定位置進(jìn)行噪聲激勵(lì)，本次實(shí)驗(yàn)采用十二面體聲源作為噪聲激勵(lì)源,，如圖3-1所示,，配合相應(yīng)的功放和信號(hào)發(fā)生器，使用粉紅噪聲作為噪聲信號(hào),，在1米處的聲壓級(jí)在110dBA左右,，聲功率級(jí)在120dBA左右，振動(dòng)測(cè)試采用與結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)相同的儀器設(shè)備和測(cè)點(diǎn)布置,，噪聲測(cè)試采用INV3080B-SLM手持式聲級(jí)計(jì)和INV9206聲壓傳感器進(jìn)行測(cè)試,，通過(guò)DASP-V11型工程版軟件進(jìn)行振動(dòng)和噪聲數(shù)據(jù)分析。
3.2 空氣傳遞路徑試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置
空氣傳遞路徑試驗(yàn)一共在現(xiàn)場(chǎng)布置了數(shù)十個(gè)加速度響應(yīng)測(cè)點(diǎn),，若干個(gè)噪聲測(cè)點(diǎn),，加速度響應(yīng)測(cè)點(diǎn)主要測(cè)量相應(yīng)管道及安裝支架的振動(dòng)；噪聲測(cè)點(diǎn)分布在被測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)以及聲源附近,；聲源激勵(lì)位置主要集中在控制室,、泵房、休息室的指定位置,。
圖3-1 十二面體聲源3.3 空氣傳遞路徑試驗(yàn)測(cè)試流程
1.在進(jìn)行空氣傳遞路徑試驗(yàn)時(shí),，首先測(cè)試大約120s的背景噪聲，然后再打開揚(yáng)聲器,，再測(cè)試大約120s的有揚(yáng)聲器噪聲的振動(dòng)和噪聲數(shù)據(jù),。
2.共設(shè)置數(shù)個(gè)揚(yáng)聲器位置點(diǎn)，測(cè)試時(shí)候按照時(shí)間順序依次從1號(hào)到N號(hào)位置移動(dòng)揚(yáng)聲器,，完成空氣傳遞路徑試驗(yàn),。
3.揚(yáng)聲器工作時(shí)，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的是粉紅噪聲,。
3.4 空氣傳遞路徑測(cè)量結(jié)果
（1）聲源激勵(lì)工況下的噪聲測(cè)試結(jié)果
空氣傳遞路徑測(cè)試設(shè)置了數(shù)個(gè)聲源位置,，若干噪聲測(cè)點(diǎn)以及數(shù)十個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn),，對(duì)所有聲源位置下的各測(cè)點(diǎn)的噪聲測(cè)試數(shù)值進(jìn)行了分析與統(tǒng)計(jì)，其中背景噪聲測(cè)試了兩組數(shù)據(jù),，第一組數(shù)據(jù)為在某些風(fēng)機(jī)及泵等設(shè)備運(yùn)行情況下的背景噪聲,，第二組數(shù)據(jù)為在某些風(fēng)機(jī)及泵等設(shè)備停止運(yùn)行情況下的背景噪聲。
空氣傳遞路徑測(cè)試時(shí),，先測(cè)試兩分鐘左右的背景噪聲,，然后打開揚(yáng)聲器聲源，信號(hào)為粉紅噪聲,，測(cè)試在聲源激勵(lì)情況下的噪聲,，對(duì)所有噪聲測(cè)點(diǎn)在測(cè)試過(guò)程中的噪聲變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，如圖3-2所示,。
圖3-2 某測(cè)點(diǎn)噪聲變化
（2）聲源激勵(lì)工況下的振動(dòng)測(cè)試結(jié)果
空氣傳遞路徑試驗(yàn)中,，聲源在相應(yīng)位置激勵(lì)的情況下，對(duì)各個(gè)加速度測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差及隨時(shí)間變化情況進(jìn)行了分析與統(tǒng)計(jì),，如圖3-3所示,，標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式為
圖3-3